ساخت رایانه‌های کوانتومی با استفاده از الماس

دانشمندان با استفاده از الماس یک گام به ساخت رایانه‌های کوانتومی عملیاتی نزدیک شدند.

نوپانا به نقل از انگجت: فیزیکدانان همواره معتقد بودند الماس می‌تواند ماده‌ای کارآمد برای ساخت رایانه‌های کوانتومی عملیاتی باشد. می‌توان از نارسایی‌های (defect) اتمی موجود در الماس برای ذخیره‌ بیت‌های کوانتومی بهره برد و داده‌های کوانتومی را در این نارسایی‌ها ذخیره کرد. با این حال معمول‌ترین نارسایی، یعنی جایی که اتم‌های نیتروژن جایگزین اتم‌های کربن می‌شوند، چنان طیف وسیعی از نور را ساطع می‌کند که دقت داده‌های ذخیره‌شده را دچار مشکل خواهد کرد.  

به تازگی، تیمی از دانشمندان دانشگاه هاروارد، دانشگاه ام‌آی‌تی و آزمایشگاه‌های ملی ساندیا (Sandia) در آمریکا شیوه‌ای برای به حداقل رساندن میزان این خطا، معرفی کرده‌اند و آن استفاده از سیلیکون است که طیف بسیار باریک‌تری از نور را ساطع می‌کند.

(همچنین بخوانید: رایانه های کنجکاو در راهند)

این ترفند شامل خراش‌دادن اندازه یک الماس مصنوعی می‌شود تا اندازه‌ای که فقط ۲۰۰ نانومتر ضخامت داشته باشد؛ رویکرد جدید همچنین شامل ایجاد حفره‌های نوری در سطح الماس (برای افزایش‌ شفافیت انتشارات نور) و پرتاب یون‌های سیلیکونی به داخل این حفره‌ها است.

در حالت عادی فقط می‌توان مقدار محدودی از سیلیکون را به داخل حفره‌های الماس تزریق کرد، اما فیزیکدانان توانسته‌اند از طریق بمباران الماس با پرتوهای الکترونی که حفره‌های بیشتری ایجاد می‌کنند و حرارت‌ دادن آن تا زمان پر شدن حفره‌ها از سیلیکون، نارسایی‌های مملو از سیلیکون بیشتری ایجاد کنند.

هرچه این فرآیند بیشتر تکرار شود، نارسایی‌های بیشتری ایجاد می‌شوند و می‌توان داده‌ها را به شکل دقیق‌تری ذخیره کرد. چنین رویکردی بسیار کارآمدتر از روش‌های قبلی است و نشان می‌دهد ساخت رایانه‌های کوانتومی واقعی و الماس‌محور دور از واقعیت نیست.

 (همچنین بخوانید: آموزش به ربات‌ها در فضای مجازی)